土壤中主要的农药残留及其迁移方式
农药残留在土壤和水中的迁移和转化机制
农药残留在土壤和水中的迁移和转化机制近年来，农业生产的规模不断扩大，为了保证农作物的产量和品质，农民们采用了越来越多的农药。
然而，在农作物生长过程中，部分农药残留在土壤和水中，对环境和人类健康造成了潜在的威胁。
农药在土壤中的迁移和转化机制土壤是化学反应的活性媒介，农药残留进入土壤后可能被转化、吸附、降解等过程影响迁移和归宿。
其中最主要的影响因素是土壤理化性质、农药性质和环境条件。
以下分别就这几个因素进行了一定的阐述。
土壤理化性质土壤的理化性质包括土壤类型、pH值、电导率、有机质含量等。
这些性质影响着土壤中的微生物、土壤酶和微量元素状况，从而决定了农药在土壤中的迁移和降解。
土壤类型对农药的吸附和降解有很大的影响。
一般而言，粘土质土壤比砂土含有更多的负电性离子交换活性位点，因此具有更高的吸附能力。
而对水分和空气的流动较为通畅的沙质土壤则往往会减少农药的吸附。
因此，在粘土质土壤中，农药的残留寿命相对较长，而在沙质土壤中，农药的迁移速度相对较快。
pH值对土壤中的微生物有着极大的影响。
在不同的pH条件下，土壤中的微生物酶的活性会有所不同，因此影响了土壤中农药的迁移和降解。
一个例子是，氧化状态较低的土壤标准pH在6.2左右，而氧化状态较高（氧化性更强）的土壤则会具有较高的pH值。
对于许多有机磷类农药，它们在较高pH值条件下会降解得比较快，而吸附也相对较少。
有机质含量对土壤中的降解过程也具有明显的影响。
在富含有机质的土壤中，由于微生物活性较高，农药的降解速度也会加快。
此外，富含有机质的土壤中有机碳含量较高，而这种有机碳对于一些酯类农药的稳定性有着一定影响。
农药性质农药的封闭性和水溶性直接决定了它的吸附性。
例如，有些农药由于分子体积小，极性分布均匀，故而不易吸附；而有些农药在分子结构上存在极性差异，部分极性较高的部分易被固定在土壤颗粒表面。
此外，化学稳定性强的农药会更难被土壤中的微生物降解分解。
环境条件环境条件是影响农药在土壤中迁移和降解的另一个重要因素。
土壤中农药的迁移和转化
非气态发生
指土壤中气-液、气-固界面上发生的
扩散作用。由于土壤系统复杂，扩散物质
在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡，土
壤性质不同，有机物性质不同都影响扩散
作用。
Shearer等根据农药在土壤中的扩散 特性提出了农药的扩散方程式
c c Dvs 2 t x
2
影响农药在土壤中扩散的主要因素
图4－10说明，干土 壤中吸附的强弱还与 吸附质（农药）的极 性有关，极性大的吸 附量就大；而且分配 作用也同时发生。因 此，非离子型有机物 在干土壤中表现为强 吸附（被土壤矿物质） 和高分配（被土壤有 机质）的特征，且表 面吸附作用比分配作 用大得多。
三、农药在土壤中的迁移转化
1．非生物降解 水解反应
31
• 5）定义构件属性 • ①在绘图之前，必须先定义构件属性。以 义构件属性”按钮，进入“属性管理”窗 口。 • ② =nq-1，墙厚=240，内/外墙=内，如图8.23 所示。 • ③在“构件做法定义”窗口，双击“项目 编号”，在弹出的“项目指引”窗口选择 “定额”选项卡，选择砖墙定额子目3 5 4，确认后退出。所选定额返回到“构件32
图4-8 说明，在干土壤中，由于土壤表面的强烈吸 附作用，使林丹和狄氏剂大量吸附在土壤中；湿润 土壤中，由于水分子的竞争作用，土壤中农药的吸 附量减少，蒸汽浓度增加。
图4－9说明，随 土壤水分相对含量 的增加，吸附（分 配）作用减弱，当 相对湿度在50％ 时，水分子强烈竞 争土壤表面矿物质 上的吸附位，使吸 附量降低，分配作 用占主导地位，吸 附等温线为线性
分配作用
作用力 分子力 溶解作用
低吸附热 线性 非竞争吸附 与溶解度相关
吸附作用
范德华力 和化学键力
土壤中主要的农药残留及其迁移方式
土壤中主要的农药残留及其迁移方式系别：XXXXXXXX专业：XXXX班级：XXXXXXX学号：XXXXXXXXX姓名：XXX土壤中主要的农药残留及其迁移方式土壤是生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的主要资源之一。
研究发现，农药在土壤中的残留是导致农药对环境造成污染和生物危害的根源。
土壤已经成为农药的重要“储存库”和“集散地”之一，当土壤中农药残留积累到一定程度，便会对土壤生物造成不同程度的毒害。
土壤中的残留农药还可通过挥发、扩散、质流产生转移，污染植物、大气、地表水体和地下水，并可通过生物富集和食物链使农药的残留浓度在生物体内富集，最终危及人体健康。
同时也有一部分农药被土壤中的有机颗粒物等吸附，其可提取性和生物有效性降低，暂时退出循环过程，即发生老化现象。
一：土壤中主要的农药残留以持久性有机污染物(POPs)等为主要特征的土壤、大气和水体污染是当前人类面临的最为突出的生态与环境问题之一，不仅危害土壤和水体生态系统的结构和功能，而且对农林牧副渔业的生产安全、区域生态安全、人类的生存与健康及经济和社会的可持续发展构成巨大威胁。
POPs是一组具有毒性、持久性、易于在生物体内富集、能进行长距离迁移和沉积、对源头附近或远方环境与人体产生损害的有机化合物。
在该组有机化合物中OCPs尤其能够通过农产品、水体以及食物链放大效应进入人体而积累在人体内肝、肾、心脏等脂肪较多的组织，严重威胁着人类的健康与生存，因此，土壤OCPs残留、迁移和生态风险评价成为当前土壤学、生态学和环境科学的重要研究内容。
作为土壤、大气和水体中POPs的重要来源，OCPs包括氯苯类和氯化脂环类两大类有机化合物。
OCPs的危害主要来源于它的1、持久性和难降解性 2、生物蓄积性 3、半挥发性 4、高毒特性。
二：有机氯农药的残留特征有机氯农药是人类历史上最早出现的有机合成农药，其最为典型的产品就是滴滴涕和六六六，他们是以苯为原料生产的氯代苯及其衍生物。
土壤中农药的迁移转化规律及其影响农药在土壤中残留_降解的环境因素
收稿日期:2009-12-04作者简介:代凤玲(1971-),女,工程师,从事环境监测工作土壤中农药的迁移转化规律及其影响农药在土壤中残留、降解的环境因素代凤玲 闫慧琴(内蒙古鄂尔多斯市环境监测站,东胜 017000)摘要:农药在土壤中的残留是对农业环境造成污染的一大根源。
本文介绍了农药在土壤中降解转化的主要途径及机理,包括微生物降解、水解和光解,分析了土壤中不同环境因素(有机质、湿度、温度、p H 值、根系分泌物和粒径等)对农药降解和转化过程的影响,展望了今后的研究方向,旨在为进一步治理和修复土壤的农药污染提供依据。
关键词:农药;土壤环境;迁移转化生物降解;农药残留;影响因素中图分类号:X 592文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2009)06-0181-04ENV I RONMENTAL FACTOR THAT THE M I GRAT I ON OFPESTICI DE TRANSFORM S THE LA W AND I NFLUENCES PESTICI DE TO REMA I N I N THE S O IL ,DDEGRADE I N THE S O ILDA I Feng li n g YAN H u i q i n(E r dos city E nvironm entalM onitoring S tation of Inner M ongolia,D ong Sheng 017000)Abstr ac:t T he pesti c i de resi dues i n the so il are causi ng a g reat o ri g in o f po lluti on to the ag ricu lt u ra l env i ron m ent ,.T his tex t has i n -troduced pestic i de and deg raded m a i n route and m echanis m transfor m ed i n t he so i,l inc l udi ng the little b i odeg radati on ,hydro lysis and pho to -d i ssoc i ation ,have ana lyzed d ifferen t env iron m enta l fac t o rs i n t he so il(O rganic m atter ,hu m i d it y ,temperature ,p H,roo ts secretion and a f oo t -path ,etc).D eg rade and transform t he influence o f t he course on pesti c i de ,has l ooked forward t o t he research d irection i n t he fut u re ,a i m at o ffer i ng basis for f urther contro lli ng and repair i ng the po ll ution by pesti c i des o f the so i.lKey wor ds :Pesticide ;So il env iron m ent;M ove and transfo r m b i odeg radati on ;R esidues of pestic i des ;Infl uence factor 农药在土壤中的残留是导致农药对农业环境造成污染的一大根源。
分离和纯化土壤中的农药残留物
分离和纯化土壤中的农药残留物农药在现代农业中起着重要的作用，可以有效地控制病虫害，提高农作物的产量和质量。
然而，农药残留物的存在对环境和人体健康造成潜在威胁。
因此，对土壤中的农药残留物进行分离和纯化是非常必要的。
一、分离土壤中的农药残留物分离农药残留物是指将混合物中的农药分离出来，使其与其他成分分开。
目前常用的分离方法包括萃取、净化、浸提、分离、浓缩等。
1. 萃取方法萃取法是将农药从土壤中提取出来的常用方法。
可以使用有机溶剂（如苯、甲醇）或超临界流体（如二氧化碳）进行农药的提取。
这个过程需要考虑溶剂的选择、溶剂用量和萃取时间等因素。
2. 净化方法净化方法是将已提取的农药溶液中的杂质去除，使农药溶液更纯净。
常见的净化方法包括吸附剂、离子交换、膜分离等。
吸附剂可用于去除颜色和异味，离子交换则可去除离子杂质，膜分离可用于分离农药与其他组分。
3. 浸提方法浸提法是将土壤样品浸泡在溶剂中，使农药从土壤中溶解出来。
浸提溶液经过适当处理后，即可得到农药溶液。
浸提条件包括浸提剂种类、浸提时间、溶剂浓度等。
4. 分离方法分离方法是指将农药与土壤中的其他组分分开。
可采用离心、过滤或蒸发等物理方法进行分离。
离心可以将溶液中的杂质颗粒沉淀下来，过滤则可以将液体与固体分离开来，蒸发则是通过蒸发溶剂使农药残留物得到浓缩。
5. 浓缩方法浓缩是将分离得到的农药溶液浓缩，以便进行后续的分析和检测。
目前常用的浓缩方法包括旋转蒸发、减压浓缩和氮吹等。
这些方法能够迅速将水分从农药溶液中去除，从而得到更加浓缩的农药样品。
二、纯化土壤中的农药残留物纯化农药残留物是指通过一系列的处理步骤，将农药残留物从土壤中彻底去除，以降低其对环境和人体健康的危害。
1. 生物降解生物降解是利用微生物、植物等生物体对农药进行分解和降解。
在土壤中添加合适的微生物，或利用植物的吸附和降解能力，可以有效地将农药残留物分解为无害物质。
2. 土壤通气土壤通气是通过加入空气或其他气体，促进土壤中农药残留物的挥发和迁移。
农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性
农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性农药是农业生产中常用的一种化学物质，用于保护农作物免受虫害、杂草和病菌的侵害。
然而，农药的使用也会带来一系列的环境问题，其中最重要的一个问题是农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性。
农药的迁移是指农药在环境中的移动和传播过程。
根据农药的性质和环境条件的不同，农药可以通过空气、土壤、水和生物体等途径迁移。
例如，农药可以通过空气中的颗粒物和雾滴降落到土壤和水体中，也可以通过渗透、流动和蒸发等方式迁移。
农药的迁移速度和距离受到多种因素的影响，包括土壤类型、降水量、温度和风向等。
此外，农药还可以被微生物、土壤颗粒和植物根系等过程吸附和降解，从而减少其迁移的程度和速度。
农药的转化是指农药在环境中经过生物降解和化学反应等过程转变为其他物质的过程。
农药的转化可以通过微生物、土壤颗粒和植物根系等方式进行。
微生物是农田土壤中的重要转化因子，它们可以分解和转化大多数农药。
微生物通过酶的作用将农药分解为无害的物质，例如，农药中的有机磷化合物可以被微生物降解为无机磷酸盐。
此外，土壤颗粒和植物根系也可以吸附和降解农药，从而减少其对环境的危害。
农药的生物有效性是指农药对目标生物的毒杀效果。
农药的生物有效性是农药使用效果的关键因素，也是评价农药安全性和效果的重要指标。
农药的生物有效性受到多种因素影响，包括农药的种类、剂量、应用时间和作物类型等。
例如，某些农药只对特定的昆虫或杂草有效，而对其他生物无毒；农药的剂量过低则可能无法达到有效杀虫的效果，而剂量过高则可能对非靶标生物产生不良影响。
因此，在使用农药时需要根据实际情况选择适当的种类、剂量和应用时间，以兼顾农药的生物有效性和安全性。
综上所述，农药在农田生态系统中的迁移、转化及生物有效性是一个复杂且重要的问题。
了解农药在环境中的迁移和转化过程可以帮助我们更好地评估和管理农药的环境风险，而了解农药的生物有效性则可以指导我们更好地使用农药，提高农作物的产量和质量。
第四章 第三节 土壤中农药的迁移转化
第三节 土壤中农药的迁移转化
四、典型农药在土壤中的迁移转化
（一）有机氯农药 特点：化学性质稳定，残留期长，易溶于脂肪，并在
其中积累。 主要有机氯农药有：DDT和林丹。
1、DDT ➢ 挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂和脂肪。 ➢ 易被土壤胶体吸附，故其在土壤中移动不明显，但可通过
植物根际渗入植物体内。 ➢ 是持久性农药，主要靠微生物的作用降解，如还原、氧化、
第三节 土壤中农药的迁移转化
一、土壤中农药的迁移 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 三、农药在土壤中的转化 四、典型农药在土壤中的迁移转化 五、农药在土壤中的残留
第三节 土壤中农药的迁移转化
一、土壤中农药的迁移 (一)扩散
是由于农药分子不规则的热运动而使其由浓度高的地 方向浓度低的地方所做的迁移运动。
黄和鑫（1985）研究在田间积水的条件下，林丹的半衰期只 有60.1天，降解速率比旱地提高了两倍多。
以上两例都说明了土壤微生物在农药降解中的作用 。
3、生物降解(土壤微生物对农药的降解)
➢ 同类有机物分子结构不同，对其降解性能影响也不同。
如：除草剂 2,4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）和2,4,5-T（2，4，5-三氯苯氧乙 酸）20天内，2,4,5-T几乎未被降解，2，4-D已降解至剩余10%以下。
三、农药在土壤中的转化
3、生物降解(土壤微生物对农药的降解) 土壤中的微生物能够通过各种生物化学作用参与分解
土壤中的有机农药。
实例
顾宗濂（1986）研究湘江流域农田土壤微生物群体降解林丹 的能力。
结果表明：土壤中能以林丹为唯一碳源的细菌数为平均36×104/g干土， 稻田淹水84天，林丹降解可达98.4%，若不淹水，84天后只降解了43.5%，
化学农药在土壤中的迁移与转化
化学农药在土壤中的迁移与转化/chinapengkun前言直接向土壤或植物表面喷撒农药，是使用农药最常见的一种方式，也是造成土壤污染的重要原因。
研究表明，一般农田土壤均受不到不同程度的污染。
化学农药在使用过程中，只有一部分附着于植物体上。
对不同作物，采用不同的施用方式喷撒农药，除被植物体吸收外，大约有20％一50％左右进入土壤直接进入土壤的农药，大部分可被吸附，残留于土壤中的农药，由于生物的作用，经历着转化和降解过程，形成具有不同稳定性的中间产物，或最终成为无机物。
1 土壤对化学农药的吸附作用土壤吸附化学农药的机理有以下两种途径：1．1 物理吸附土壤胶体扩散层的阳离子通过”水桥“吸附极性农药分子。
1．2 物理化学吸附是土壤对农药的主要吸附作用。
土壤胶体的物理化学吸附能力大小顺序为：有机胶体>蛭石>蒙胶石>伊利石>绿泥石>高岭石。
由于农药种类极多，性质各不相同，对土壤吸附有很大影响。
一般农药的分子越大，越易被土壤吸附。
农药在水中的溶解度强弱也对吸附有影响，如DDT 在水中溶解度很小，在土壤中吸附力则很强；而一些有机磷农药，在水中的溶解度很大，吸附能力则很弱。
大量资料表明，非常易挥发的农药，及不易挥发的农药(有机氯)，都可以从土壤、水及植物表面大量蒸发。
对于低水溶性和特久性的化学农药来说，蒸发是它们进入大气的重要途径。
通过蒸发作用而迁移的农药量比径流迁移和作物吸收等方面都要大。
化学农药在土壤中的蒸发决定于农药本身的溶解度、蒸汽压和接近地表空气层的扩散速度以及土壤温度、湿度和质地。
如砂土，由于吸附能力小于壤土，故农药的蒸发损失较壤土为大，土温增高，也能促进农药的蒸发。
农药的蒸发与土壤含水量有密切关系。
土壤干燥时，农药不扩散，主要被土体表面所吸附，随着土壤水分的增加，由于水的极性大于有机物农药，因此水占据了土壤矿物质表面；把农药从土壤表面置走，使农药的挥发性大大增加。
当土壤含水量达4~7o时，扩散最快。
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土壤中主要的农药残留及其迁移方式
土壤是生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的主要资源之一。
研究发现，农药在土壤中的残留是导致农药对环境造成污染和生物危害的根源。
土壤已经成为农药的重要“储存库”和“集散地”之一，当土壤中农药残留积累到一定程度，便会对土壤生物造成不同程度的毒害。
土壤中的残留农药还可通过挥发、扩散、质流产生转移，污染植物、大气、地表水体和地下水，并可通过生物富集和食物链使农药的残留浓度在生物体内富集，最终危及人体健康。
同时也有一部分农药被土壤中的有机颗粒物等吸附，其可提取性和生物有效性降低，暂时退出循环过程，即发生老化现象。
一：土壤中主要的农药残留
以持久性有机污染物(POPs)等为主要特征的土壤、大气和水体污染是当前人类面临的最为突出的生态与环境问题之一，不仅危害土壤和水体生态系统的结构和功能，而且对农林牧副渔业的生产安全、区域生态安全、人类的生存与健康及经济和社会的可持续发展构成巨大威胁。
POPs是一组具有毒性、持久性、易于在生物体内富集、能进行长距离迁移和沉积、对源头附近或远方环境与人体产生损害的有机化合物。
在该组有机化合物中OCPs尤其能够通过农产品、水体以及食物链放大效应进入人体而积累在人体内肝、肾、心脏等脂肪较多的组织，严重威胁着人类的健康与生存，因此，土壤OCPs残留、迁移和生态风险评价成为当前土壤学、生态学和环境科学的重要研究内容。
作为土壤、大气和水体中POPs的重要来源，OCPs包括氯苯类和氯化脂环类两大类有机化合物。
OCPs的危害主要来源于它的1、持久性和难降解性 2、生物蓄积性 3、半挥发性 4、高毒特性。
二：有机氯农药的残留特征
有机氯农药是人类历史上最早出现的有机合成农药，其最为典型的产品就是滴滴涕和六六六，他们是以苯为原料生产的氯代苯及其衍生物。
有机氯农药在土壤中的残留主要靠土壤对有机污染物的吸着。
吸着包括了吸附和吸收两个过程。
吸附作用是有机污染物与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接或间接影响着其他过程。
农药在土壤中吸附作用通常用吸附等温线表示，常用的有Freundlich、Langmuir 和BET公式，通过拟合Freundlich吸附公式可求得农药在土壤吸附系数(Ka)。
logCs 2log Ka+n／logCe
式中：Cs为农药吸附在土壤中的数量(Ixg．g-1)，Ce为达到吸附平衡后溶液中农药的浓度(腭．mld)，1／n为关系曲线的斜率。
三：有机氯农药在土壤中的迁移方式
进入土壤的有机氯农药，将发生被土壤胶粒及有机质吸附、随水分向四周移动(地表径流)或向深层土壤移动(淋溶)、向大气中挥发扩散、被植物吸收、被土壤和土壤微生物降解等一系列物理化学过程。
(1)挥发扩散
有机污染物在土壤中的挥发作用是指该物质以分子扩散形式从土壤中逸入大气的现象。
挥发作用的大小与有机物的性质及环境条
件有关。
农药的挥发性作用可产生于农药的生产、贮运、使用等各个阶段中，各种农药通过挥发作用损失的数量约占农药使用时的百分之几到百分之五十以上不等。
(2)移动
有机污染物在土壤中移动性是指土壤中有机物随水分运动的可迁移程度。
根据水份运动方向可分为沿土壤垂直剖面向下的运动(淋溶)和沿土壤水平方向的运动(径流)两种形式。
径流可以使得农药等有机污染物从农田土壤转移至沟、塘、河流等地表水体中，淋溶则可使之进入地下水。
有机污染物在土壤中的移动性是一种综合性特性，所有影响到有机物吸附性能、水解性能、土壤降解性能、光解性能等因素都会或大或小地影响到它在土壤中的移动性。
(3)转化
有机污染物在土壤中的转化行为包括非生物降解和生物降解两大类。
其中，非生物降解主要指化学水解和光解，而生物降解是指通过生物的作用将有机污染物转化为其他物质的过程。
这里的生物类型包括各种微生物、高等植物和动物，其中微生物降解是最重要的，这是因为：①微生物具有氧化还原作用、脱羧作用、脱氨作用、水解作用、脱水作用等各种化学作用能力，对能量的利用要比高等生物体更加有效；②微生物具有高速度的繁殖和遗传变异性，使它的酶体系能够以最快的速度适应外界环境的变化；③虽然微生物、高等植物和动物能够代谢和降解许多有机污染物，尤其是人工合成的有机化合物，但对一些人工合成的有机污染物，微生物却比高等植物和动物具
有将大多数有机化合物降解为无机物质(C02、H20和矿物质)的潜力，或者说，微生物是有机化合物生物降解中的第一因素。
有机污染物进入土壤后，随时间的推移将会产生“老化”现象，使其与土壤组分的结合更为牢固，从而降低了生物可利用性，使其矿化率明显减少
四：有机氯农药在土壤中的降解与修复
土壤中污染物的残留是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果，其中降解是制约其残留量的关键过程。
生物降解是许多OCPs在土壤中自然降解的重要过程。
但土壤有机质、土壤温度、土壤含水量、土壤pH值等都能影响微生物对有机氯农药的利用，有机氯农药浓度较高时会对土壤微生物的代谢活动和酶活性产生影响。
土壤表面的光解作用是OCPs农药另一个重要降解途径，如DDT在290"--310nm紫外光的照射下脱卤素作用可转化为DDE和DDD，DDE 还可以进一步光解。
植物修复技术被认为足一种可行的修复有机污染土壤的环境友好型技术，是利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发、转化、降解作用机制来清除环境中污染物质的一项新的污染环境治理技术。